今天给大家介绍一款国家发明**——电磁流量计。 该**由阿自倍尔株式会社申请，并于2018年9月7日获得授权并公布。

内容说明

本发明涉及一种用于测量各种过程系统中流体流量的电磁流量计，尤其涉及一种具有测量流体电导率功能的电磁流量计。

发明背景

电磁流量计是一种测量装置，配备有：励磁线圈，其在与测量管中流动的流体的流动方向垂直的方向上产生磁场； 沿着励磁线圈设置在测量管上的一对电极。 产生的磁场沿正交方向排列。 该测量装置一边交替切换流向励磁线圈的励磁电流的极性，一边检测电极间产生的电动势，从而测量在测量管内流动的被检测流体的流量。

一般电磁流量计大致分为接触式和电容式（非接触式）。 接触式是通过设置在测量管上的电极与测量对象的流体直接接触来检测流体的电动势。 电容式（非接触式）是一种通过流体与电极之间的静电电容来检测流体电动势的方法，而不使设置在测量管上的电极与被测物接触。待测流体。

电容式电磁流量计利用信号放大电路（如差分放大电路）将电极间产生的电动势放大，然后利用模数转换电路将其转换为数字信号，并将数字信号输入到微控制器等程序处理装置进行规定的运算处理来计算流量。 这类电容式电磁流量计因其电极不易劣化且易于维护，近年来特别受到业界关注。

在电磁流量计中，有一种电磁流量计不仅具有测量流体的流量的功能，还具有测量流体的电导率（所谓的电导率）的功能。 例如，**文献3公开了一种配备有二电极型电导率计的电磁流量计，其在两个电极之间施加诸如正弦波或矩形波的交流信号并测量电极之间的差。 它们之间流动的电流用于确定电导率。 该**文献中公开的电导率计通过将两个电极浸入测量对象的液体中来测量电导率。

发明内容

本发明人对在电容式电磁流量计中添加测量流体的电导率的功能进行了研究。 然而，本发明人的研究发现存在如下所示的问题。

通常，电容式电磁流量计被配置为使得待测流体不与电极接触，因此待测流体与电极之间的阻抗增大。 因此，当噪声叠加在电极与信号放大电路的输入端子之间的线路上时，存在电磁流量计的测量精度和测量稳定性降低的问题。 因此，在普通电容式电磁流量计中，励磁电流的频率设置为几十Hz至几百Hz，高于普通接触式电磁流量计。

另一方面，在通过将两个电极浸入待检测的流体（液体）中来测量电导率的电导率计中，施加在两个电极之间的AC信号的频率通常被设定为数十至数百Hz。

因此，当传统的电容式电磁流量计与传统的二电极电导率计组合时，流量测量所需的激励电流的频带和电导率测量所需的交流信号的频带是不同的。 会出现重叠，因此励磁电流和交流信号会相互干扰，从而可能降低流量和电导率的测量精度和测量稳定性。

另外，在传统的电容式电磁流量计中，除了上述一对沿与磁场正交的方向排列的电极外，还需要与被测流体接触并连接到公共电位。作为流量测量的参考。 公共电极在一起。 因此，当电导率计与传统的电容式电磁流量计组合时，在测量管周围至少需要五个电极，使得难以减小电磁流量计的尺寸。

特别是，在**文献3所公开的以往的电磁流量计中，由于在用于测量流量的电极和用于测量电导率的电极之间设置有与公共电位连接的接地环，因此电磁流量设计的小型化更加困难。 。

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的是实现一种具有较高测量精度和测量稳定性且具有电导率测量功能的小型电磁流量计。

本发明的电磁流量计100的特征在于，具有：由电绝缘材料制成、允许被测量流体流动的测量管1；以及测量管1。 励磁线圈Lex设置在测量管外部，用于与所提供的与电流Iex对应的A磁场产生交流电； **电极11和第二电极12，设置在测量管的外周面上，并在与励磁线圈产生的磁场垂直的方向上相对设置； 放大器电路13以公共电位工作，基于Vcom进行工作，并输出通过放大在**电极和第二电极之间产生的电动势而获得的信号VF。 流量计算部63基于从放大电路输出的信号来计算流体的流量。 第三电极2。与**电极和第二电极分开地形成在测量管的外周表面上。 第四电极3连接公共电位并与流体接触。 电阻R1的一端连接至第三电极。 电压检测部5，通过向电阻器的另一端输入交流信号，检测在第三电极产生的信号的电压。 电导率计算部62基于由电压检测部检测出的电压VH、VL的振幅来计算电压。 求流体的电导率。

在上述电磁流量计中，交流信号的频率f1可以是提供给励磁线圈的交流电流的频率的至少100倍。 放大电路可以包括滤波器131和132，滤波器131和132衰减与包括在通过放大电动势获得的信号中的交流信号相对应的频率分量。 还可以包括确定单元64，其基于电导率计算单元计算出的流体的电导率来确定测量管中是否存在流体。

电压检测单元可以包括：**采样保持电路51，当AC信号具有**极性时，**采样保持电路51在**时段Tp期间采样并保持第三电极的电压。 第二采样保持电路52，当AC信号具有**极性时，在**时段Tp期间采样并保持第三电极的电压。 当信号具有与**极性相反的第二极性时，在第二时段Tn期间对第三电极的电压进行采样和保持。 电导率计算单元62基于由**采样保持电路采样的电压VH和由**采样保持电路采样的电压VH来采样并保持第三电极的电压。 2. 利用采样保持电路采样的电压VL 计算流体的电导率。 第四电极可以是由金属制成的管状接头3A，该管状接头3A的一端连接至测量管，另一端连接至外部管道。 还可以包括由金属制成并布置为面向第三电极的至少一部分的屏蔽壳21。

在以上描述中，作为本发明的组成元件的示例，在附图上对应于组成元件的附图标记被描述在括号中。 根据本发明，能够实现具有电导率测量功能的小型电磁流量计，并且具有更高的测量精度和测量稳定性。